色爱综合区,亚洲中文字幕黄网站,国产三级在线播放欧美,美国一级毛片aa,av无码,天天干,婷婷六月丁香91视频,免费的黄色网站4mmb

<abbr id="kwy6u"></abbr>

<cite id="kwy6u"><dl id="kwy6u"></dl></cite>

<code id="kwy6u"><xmp id="kwy6u"></xmp></code>

<dl id="kwy6u"><xmp id="kwy6u"></xmp></dl>

<samp id="kwy6u"><strong id="kwy6u"></strong></samp>

<dfn id="kwy6u"><strong id="kwy6u"></strong></dfn><center id="kwy6u"></center>

會員中心
加入VIP
微信

客服微信網(wǎng)站公眾號

　煤礦　化工　建筑
　機械　電力　冶金
　消防　交通　特種

　論壇　活動　視頻
　問答　投稿　 MSDS
　簽到　超市　招聘

導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

虛擬機系統(tǒng)安全綜述

文檔作者：秦中元1 2 沈日勝1 張群芳狄予興站文檔來源： 1．東南大學信息科學與工程學院 2．信息網(wǎng)絡(luò)安全公安部重點實驗室 3．南京炮兵學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月08日
下載地址：點擊這里	文件大?。?437.20 KB 共5頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

內(nèi)容預覽 [文件共5頁]

本文件共5頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?37.20 KB 共5頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：基于二元事故樹電氣系統(tǒng)可靠性評價方法

上一篇：多插頭連接電纜硫化模設(shè)計

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

第29卷第5期
2012年5月
計算機應用研究
Application Research of Compute礙
V01．29 No．5
Mav 2012
虛擬機系統(tǒng)安全綜述木
秦中元1’2，沈日勝1，張群芳h，狄予興站
(1．東南大學信息科學與工程學院，南京210096；2．信息網(wǎng)絡(luò)安全公安部重點實驗室，上海201204；3．南京炮
兵學院a．計算機教研室；b．通信教研室，南京211132)
摘要：隨著云計算的廣泛應用，虛擬機技術(shù)得到了復蘇和長足的發(fā)展，但同時也帶來了新的安全威脅，因此對
于虛擬機的安全威脅和防御的研究成為目前計算機安全界的研究熱．最。以目前廣泛應用的虛擬機xen為例。針
對虛擬機的技術(shù)特征分析了所存在的漏洞和威脅，并從計算機安全學的角度提出了相應的防御和保護方法。較
為全面地總結(jié)了目前國內(nèi)外針對虛擬機安全各方面相關(guān)的研究成果．通過系統(tǒng)的比較分析，指出了目前存在的
問題，探討了下一步的研究方向。
關(guān)鍵詞：虛擬機；xe“；安全；防御
中圖分類號：TP309 文獻標志碼：A 文章編號：100l-3695(2012)05．1618．05
doi：10．3969／i issn．1001．3695．2012．05．004
Survey on Virhlal machine system seeurity
QIN zhong_yuanl”，sHEN Ri—shen91，zHANG Qun、脅93B，DI Yu一】【in936
(1．姒礎(chǔ)礦，咖冊Ⅱ勘n＆路啦世E昭i地e嘞，島H琥皤l踟“椰毋，№咖礙210096，吼加口；2．脅如6Dm幻可礦乜衙踟#溉^rel"磯s酣“一
n寸如脅n西‘_礦凡6如融礬砂，S^o，螄觚201204，m拋；3．o．c0腳咖腳。咖e眥，6，c。mm“n蛔#洳D甲Ⅱn拋m，Ⅳn，班凡g，瑚疵啪o，
A嘲l(fā)如叮co≯，№，耐增211132，吼伽口)
Abs￡陽ct：With the widely spread 0f cl鯽d e。mputing，vinu且l maehine拒ehnol。gy revjves and ge姆rapid development，mean—
whiIe，new threats are also introduced． Researches on the threats and defen8es of virtual肌achines have become a hoc t0Dic．
Thjs paper firstly analyzed the vulnerabilities and threats of virtual machines，taking xen as an ex砌ple． Secondly，it imr0一
duced the defense蛐d proted rIle山o(1s which put forwa柑t0 improve the securi竹．FurtIle瑚Dre，“reviewed the state-of．me—art
me￡hods 0n出e virtual machine secu血y．Fina】ly lhe pa{)er d王Bcussed the exlsted pmblems and presented如ture direc吐ons，
Key words： vinIlal machine；Xen；8ecurity；de如nse
虛擬化技術(shù)最早起源于20世紀60年代，是計算領(lǐng)域的一
項傳統(tǒng)技術(shù)，虛擬化技術(shù)支持在一個單一的服務器之上運行多
個操作系統(tǒng)的服務器。虛擬機技術(shù)是虛擬化技術(shù)在計算機上
的一種體現(xiàn)，通過內(nèi)存、cPu、網(wǎng)絡(luò)等虛擬化技術(shù)實現(xiàn)資源的隔
離和可靠利用。目前有很多流行的虛擬機，如VMware、KV-Ⅵ、
xen”1“，通過研究分析對比，開源的Xen虛擬機在性能上十分
優(yōu)越，被認為是未來最有前途的虛擬化解決方案之一-3 J。
虛擬化技術(shù)作為云計算的關(guān)鍵核心技術(shù)，使得云計算成為
能夠提供動態(tài)資源池、虛擬化和高可用性的下一代計算平
臺H1，給企業(yè)和用戶帶來了很多的益處；硬件和資源的共享既
節(jié)約r開銷，也為管理帶來了方便，同時也革新了許多傳統(tǒng)IT
技術(shù)。然而從安全角度來分析，卻又帶來了很多威脅，除傳統(tǒng)
的攻擊威脅之外，如隱蔽通道【5 J、基于VM的R刪bt攻擊
(VMBR)∞o以及新的惡意軟件等也隨之而來。虛擬化技術(shù)作
為云計算的核心技術(shù)，必須向其用戶提供安全性和隔離保
證“。。2009年，在IDc以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的云計算的用戶
調(diào)查中就顯示，安全是用戶最關(guān)心的關(guān)鍵點[8]。
本文從虛擬機系統(tǒng)的原理、架構(gòu)入手，從虛擬機系統(tǒng)的關(guān)
鍵技術(shù)如資源隔離、共享等方面研究系統(tǒng)可能存在的安全威
脅，然后，根據(jù)安全隱患提出理論上的保護方法。在總結(jié)前人
研究成果的基礎(chǔ)上，較為全面地總結(jié)了目前國內(nèi)外針對虛擬機
安全各方面相關(guān)的研究成果，指出了目前存在的問題．探討了
下一步的研究方向。
1虛擬機技術(shù)
虛擬機技術(shù)最早由IBM于20世紀60年代提出，被定義為
硬件設(shè)備的軟件模擬實現(xiàn)，通常的使用模式是分時共享昂貴的
大型機。目前，虛擬機中用到的虛擬化技術(shù)主要有網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存、
cPU、硬盤虛擬化技術(shù)。在虛擬機環(huán)境中，硬件層與虛擬機系
統(tǒng)之問存在一層虛擬機監(jiān)視器(vinual macbineⅡIomtor，
VMM)，是虛擬機的核心層，負責上層虛擬機系統(tǒng)的資源分配
和底層交接。
1．1虛擬機架構(gòu)
本文將以虛擬機xen為例，介紹虛擬機架構(gòu)和原理。xen
是由英國劍橋大學計算機實驗室開發(fā)的一個開源項目歸]。
xen主要由兩個組成部分，一個是虛擬機監(jiān)控器VMM，也叫
HypewisoT。聊eⅣisor層在硬件與虛擬機之間，是最先載人到
硬件的第一層。在xen中，虛擬機稱為Domain，其中DorIlain 0
收襁日期：20】1一09—30：修回日期：2011 n—12 基金項目：信息網(wǎng)絡(luò)安全公安部重點實驗室開放課題(cll605)；江蘇毒網(wǎng)絡(luò)與信息安
全重．董實驗室開放課題基金資助項目(BM2003201)
作者簡介：秦中元(1974一)，男．河南安陽人，副教授，博士，主要研究方向為云計算安全(zyqin@8∞．耐u．cn)；沈B勝(1986一)，男，碩士研究生，主
要研究方向為虛擬機安全；張群芳(198l一)，女，助教，碩士，主要研究方向為網(wǎng)絡(luò)安全；狄予興(1973．)。男，講師，碩士，主要研究方向為通信網(wǎng)安奎．
萬方數(shù)據(jù)
第5期秦中元，等：虛擬機系統(tǒng)安全綜述·1619·
扮演著很重要的角色，負責其他虛擬機的控制管理和硬件驅(qū)動
等，同時Domain 0還負責其他Domain的數(shù)據(jù)傳遞。xen的架
構(gòu)如圖1所示。
圈l X∞瘟擂沛請g櫥
在xen虛擬機系統(tǒng)中，在安全級別上分為四個等級(0—3一
riIlg)，VMM運行在特權(quán)模式(0一ring)，負責控制資源的隔離、
共享、數(shù)據(jù)處理等，為每個虛擬機虛擬一套獨立于實際硬件的
虛擬硬件環(huán)境(包括處理器、內(nèi)存、L／O設(shè)備等)，并仲裁虛擬機
0s對底層硬件的訪問。
1．2虛擬機安全特征
將虛擬機架構(gòu)抽象化，那么虛擬機主要由硬件、vMM、vMs
及Domain O四部分組成。下面將列出這四部分的一些關(guān)鍵特
征，以及在安全角度上分析其可能帶來的安全影響。
1．2．1硬件
隨著虛擬機技術(shù)的廣泛應用，目前，很多硬件針對虛擬化
技術(shù)進行了拓展，如AMD和Intel相繼針對全虛擬化拓展了
AMD．V和htel vT【l叫技術(shù)，通過多余的指令集來控制虛擬過
程。除此之外，虛擬機技術(shù)的硬件特征體現(xiàn)在陷進執(zhí)行””和
可信模塊上”?。
a)陷進。在所有x86的硬件平臺下，陷進執(zhí)行是支持虛擬
化的重要特征，虛擬域本身并不能直接訪問本虛擬域以外的物
理資源，但是虛擬域可以通過超級調(diào)用(hypercall)向腳ervisor
申請各種服務，如MMu更新、∥0處理、對虛擬域的管理等。，
b)可信模塊。它是可選硬件特征，目前可信計算已成為
了安全工具的一部分，而通過可信計算來確保VMM代碼上的
完整性也是保護虛擬機系統(tǒng)的重要方法之一。。
1．2．2虛擬機管理器
在虛擬機環(huán)境中，VMM是核心。VMM可以完成如下一些
功能：a)網(wǎng)絡(luò)管理，配置網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，而VMM的
這一特征也可以用于數(shù)據(jù)包過濾，如為上層的安全服務提供入
侵檢測阻“．b)安全日志管理，通過監(jiān)測，VMMs能對VM的事
件行為進行記錄，并保存在VM的空間外，可以利用這些丑志
信息對VM進行人侵分析”到；c)認證，當VM運行時，對VM
的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和進程進行h“h存儲，當VM系統(tǒng)發(fā)生數(shù)據(jù)改變
或者進程調(diào)用時，可以用于認證依據(jù)。這個功能在VM完整性
保護和可信模塊上可以得到很好的利用”“。
1．2。3 Domain 0
Domain 0是VM的控制域，相當于所有VMs中擁有mot
權(quán)限的管理員，其他VM的創(chuàng)建、啟動、掛起等操作都由Do—
mainO控制。除此之外，Domain 0還具有直接訪問硬件的權(quán)
利，在Domain O中安裝了硬件的原始驅(qū)動，擔任著為Domain u
提供硬件服務的角色，如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信(DMA傳輸除外)。D0一
main O在接收數(shù)據(jù)包后，通過虛擬網(wǎng)橋技術(shù)，根據(jù)虛擬網(wǎng)卡地
址將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目標虛擬機系統(tǒng)中，因此，擁有Domian O的
控制權(quán)限就控制r上層所有虛擬機系統(tǒng)，這也致使Domain 0
成為了攻擊者的又一個主要目標。
1．2．4 VM
vM的0s運行與傳統(tǒng)意義上的操作系統(tǒng)并無兩樣，但是
因為VMM的存在，VMM可以將VM當做軟件一樣進行鏡像存
儲和系統(tǒng)快照，以用于復制、備份、狀態(tài)保留等。
2虛擬機安全分析
在前面的章節(jié)中系統(tǒng)地介紹了虛擬機的一些關(guān)鍵特征，并
且從安全角度進行了分析。本章中將從整個虛擬機的架構(gòu)上
對虛擬機存在的安全威脅進行分析。
2．1攻擊威脅
虛擬機系統(tǒng)比起傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)存在更多的攻擊點及
安全隱患。通過分析，得到虛擬機的攻擊模型如圖2所示，圖
中箭頭表明所受攻擊威脅來源。本文只考慮虛擬機系統(tǒng)中存
在的安全分析，針對VM的傳統(tǒng)攻擊，諸如病毒攻擊和網(wǎng)絡(luò)攻
擊等將不再細述。
說鯽明M：劉①Ⅷ—l傳§統(tǒng)啵攻擊《(泌妒呻一l∞VM測弼h0V吼嗡攻擊
⑤一v姍的外部攻擊
圖2虛擬機威脅分析
2．1．1 VMM的外部攻擊
目前針對VMM的外部攻擊主要有兩種，一種是基于VM
的Rootbt攻擊，另一種是惡意代碼攻擊。
a)VMBR_】5’”J。攻擊者利用Rootkit隱藏自己的蹤跡，通
過保留mot訪問權(quán)限，留下后門的程序集。VMBR的攻擊會在
VMM的啟動之前將程序代碼寫入內(nèi)存并運行，一旦攻擊者得
逞，那么所有虛擬機系統(tǒng)都將在攻擊者的控制范圍之內(nèi)。目前
比較出名的VMBR攻擊有Blue pill等。檢測及防御VMBR攻
擊的方法分析如下：(a)通過計時的方法，有一些指令的執(zhí)行
是通過虛擬出來的，所占用的cPu周期會比真實的時間長，可
以通過這種方法來進行檢測；(b)通過可信模塊11PM來進行
VMM的保護川，通過啟動過程的完整監(jiān)測，可以防止Rootkit
的隱蔽插入，TPM的設(shè)計不但可以抵御VMBR的攻擊，同時也
可以防御其他破壞VMM完整性的攻擊。
b)惡意代碼。攻擊者可以利用遠程攻擊方法，虛擬機系
統(tǒng)的遠程管理技術(shù)大多足用HTI下}／HⅡPs來連接控制的，因
此，VMM必須運行服務器來接受H7rrP連接。那么攻擊者就
可以利用HTrP的漏洞來進行惡意代碼的攻擊，如xen的xen
API H1frP接口就存在xSs(cross—sit scripting)漏洞，攻擊者可
以通過瀏覽器執(zhí)行惡意代碼腳本。
2．1．2 VM對Domain 0的攻擊
Domain 0具有管理其他VM的特權(quán)，VM到Domain O的攻
擊體現(xiàn)在殍l嘣一to—host的攻擊來獲取host的特權(quán)，而VM es—
capeu剮就是這種模式的攻擊。VM通過應用程序，繞過VMM
的監(jiān)控而直接訪問Domain O，從而獲取Domain 0的特權(quán)，而一
旦獲取到了Domain 0的控制權(quán)后，就可以控制所有VM。這些
萬方數(shù)據(jù)
·1620· 計算機應用研究第29卷
攻擊是利用所發(fā)現(xiàn)的bug來實施的，如VMware workstation 6
cVE-2007_4496-l?，通過用戶授權(quán)，進行內(nèi)存訪問和運行惡意
代碼。另外，VM還可以利用共享內(nèi)存通信方式對VMM進行
病毒分析。
2．1．3 VM之間的攻擊
VMs之間的攻擊體現(xiàn)在通過共同訪問的資源來進行惡意
攻擊。其中隱蔽通道是一個難以解決的問題，攻擊者通過進
程、內(nèi)存共享或內(nèi)存錯誤，甚至其他錯誤信息來進行代碼的植
入和攻擊”“，目前也尚未得到很好的解決。
2．2其他安全隱患
a)備份、快照及還原漏洞，在虛擬機中，VMM提供了備
份、快照和還原的功能，一旦系統(tǒng)崩潰了，可以通過快照進行還
原，這為系統(tǒng)的維護帶來了方便且具有實效性。然而這也導致
了新的問題發(fā)生：(a)這種機制使得VMs容易受到新的攻擊，
因為許多安全攻擊是依賴于線性時間的，重新訪問以前的系統(tǒng)
狀態(tài)會違反這些協(xié)議；(b)還原后，系統(tǒng)以前存在的漏洞會全
部出現(xiàn)，可能沒有安全補丁，或舊的安全機制(防火墻規(guī)則、反
病毒簽名等)，重新激活先前那些封鎖的賬號和密碼，這都帶
來了很多的安全隱患。
b)DMA攻擊。在虛擬中有一種數(shù)據(jù)傳輸不受VMM控
制，這就是DMA傳輸。VM通過D0main o與硬件建立DMA連
接，而后將數(shù)據(jù)控制權(quán)交由VM進行數(shù)據(jù)傳輸，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)?
過程中，數(shù)據(jù)將直接從網(wǎng)卡傳輸?shù)侥康腣M中，在大數(shù)據(jù)量的
傳輸效率上有很大的提高。然而，這也為攻擊者提供了方便，
攻擊者將輕而易舉地利用DMA方式將惡意代碼或者病毒文
件等傳人沒有安全防范的目標機中，從而達到攻擊的目的。
3虛擬機系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
目前針對虛擬安全的研究可以分為如下幾類，如圖3所示。
a)安全Hypervisor。在保護Hypervisor的同時，保護VMs
資源隔離性、數(shù)據(jù)安全性、通信安全性以及代碼完整性等。
b_)針對專門攻擊的防御研究。針對特定攻擊，如VM—
BR_16。攻擊、網(wǎng)絡(luò)攻擊、通信數(shù)據(jù)保護等。
c)可信計算。以唧M為硬件基礎(chǔ)，建立可信Hypervisor、
可信安全域或通過可信鏈確保上層安全。
d)安全應用。如通過入侵檢測和蜜罐等技術(shù)來進行系統(tǒng)
保護。
圖3虛擬機安全研究分類
3．1 安全Hype嘶sor研究
HypenTisor是虛擬機的核心層，而虛擬機的安全研究也是
以Hypervisor為核心。很多研究人員提出了安全Hypervi80r的
概念，目前針對安全Hypemsor的研究較多。
IBM研究人員Sailer等人。20’提出了一種安全的Hypervisor
架構(gòu)sHype，利用安全模型，通過訪問控制模塊(acces8 control
modllle，AcM)來控制系統(tǒng)進程、內(nèi)存的訪問，實現(xiàn)內(nèi)部資源安
全隔離。sHype町以實行多種安全模型，但只是針對明確數(shù)據(jù)
流進行限制，而并未過多顧慮隱蔽通道∞1威脅。sailer等人【2lj
在虛擬機xen上進行了sHype架構(gòu)的實現(xiàn)。目前在xen虛擬
機上，已經(jīng)可以配置AcM安全模塊。
G柚nkel等人H4l提出了基于虛擬機的可信架構(gòu)Tem，利
用TPM來保護H)rpervisor的啟動，然后通過可信虛擬機監(jiān)視器
對VM進行硬件資源隔離。這種設(shè)計保證了Hypentisor啟動
的安全，同時可信鏈的存在可以對系統(tǒng)事件進行認證。但Te—
ra的提出只是在理論上進行了研究分析，在實際中還未完成真
正的實現(xiàn)，這也是Tem架構(gòu)的一大主要問題。
wang等人“副提出了Hype商舶架構(gòu)，針對代碼和控制數(shù)
據(jù)的完整性保護提出了相關(guān)的模型研究。文中提到了兩種技
術(shù)：a)Non-bypassable memory lockdowIl，是一種內(nèi)存保護技術(shù)，
通過特殊位wP來控制是否能寫，除了安全史新之外，其他時
間都處于保護狀態(tài)，保證了執(zhí)行期間的數(shù)據(jù)和代碼完整性-b)
Restricted pointer indexirIg，通過將控制數(shù)據(jù)指針限制到一個自
己建立的表中進行監(jiān)控。Hypersafe能靈活地控制數(shù)據(jù)流的完
整性。
一些研究人員針對當前虛擬機中安全機制的一些漏洞進
行了分析和改進，Jansen等人“2。提出一種PEV(pmtection、en—
forcement、ve商cation)架構(gòu)，通過加密解封的協(xié)議、安全策略等
技術(shù)進行數(shù)據(jù)檢測和保護，并使用TPM建立可信區(qū)域來保護
關(guān)鍵數(shù)據(jù)；但是其關(guān)鍵數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)類型日志形式來保存
的，對數(shù)據(jù)日志項的加／解密勢必影響整個虛擬機系統(tǒng)的性能。
針對DMA攻擊，shitK啪wa等人【2?通過先開辟內(nèi)存緩沖區(qū)進
行數(shù)據(jù)檢測，然后從緩沖區(qū)將安全數(shù)據(jù)拷貝到目標系統(tǒng)的物理
內(nèi)存區(qū)。他們提出了一個pa“pass—thmugh arcllitecture的架構(gòu)，
將很多設(shè)備的驅(qū)動直接交由客戶系統(tǒng)本身，而自身只配置了一
個parapass·t}uDugll出vers驅(qū)動集，通過在Hypervisor中對指令
和數(shù)據(jù)的截取來進行安全監(jiān)控，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
Azab等人Ⅲo提出了HyperSentu。當完整性檢測模塊在
激活時，如果VMM已經(jīng)被攻擊，那么在激活過程中會擦除以
往的攻擊痕跡，因此文章提出了一種隱蔽的激活方法，通過外
部的out—of-band信道IPMl來激活，并通過系統(tǒng)管理模塊sMM
來保護基本代碼和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性。同時在文獻[25]中，
他們還提出了一種基于Hvpenrisor的虛擬機系統(tǒng)VMs完整性
測試代理HIMA，可以實現(xiàn)客戶系統(tǒng)關(guān)鍵事件的動態(tài)監(jiān)視和客
戶內(nèi)存的保護，在程序完整性測試上通過對加載到內(nèi)存的代碼
和數(shù)據(jù)段進行哈希計算來確認完整性；在內(nèi)存保護上，HIMA
通過訪問權(quán)限限制來保護客戶內(nèi)存，并使用測試虛擬域內(nèi)存地
址的哈希方法來確保頁映射中發(fā)生的安全問題。wu等人。2副
研究了基于Hypewisor的系統(tǒng)控制和監(jiān)視機制，利用Hypenisor
來進行客戶系統(tǒng)的安全保護，提出了BMcs(behavior moni—
toring aIld controUing system)的模塊來完成系統(tǒng)中的行為監(jiān)控。
xu等人舊“提出了一種基于VMM的0s內(nèi)核保護模型uc0N，
通過基于事件的策略持續(xù)而實時地檢測系統(tǒng)。
3．2針對特定攻擊的安全研究
隨著虛擬機的廣泛應用，日前針對虛擬機的漏洞攻擊也有
很多種，主要體現(xiàn)在VMBR攻擊¨“、內(nèi)存錯誤等隱蔽通道攻
擊H’”J、網(wǎng)絡(luò)攻擊等。有很多安全研究人員針對這些攻擊進
行了研究，并提出了相關(guān)的解決方法。
針對VMBR的攻擊，Rhee等人。291利用一些安全策略，通
過監(jiān)視內(nèi)核的內(nèi)存訪問來防御動態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)核Rootkit攻擊，Ri-
萬方數(shù)據(jù)
第5期秦中元，等：虛擬機系統(tǒng)安全綜述·1621·
ley等人m1提出了通過內(nèi)存影子來檢測內(nèi)核Rootkit攻擊。Ge—
bh“dtd等人舊川提出了利用可信計算來防御Hypervisor的Ro—
o蚰t攻擊。
針對虛擬機系統(tǒng)中存在的網(wǎng)絡(luò)方面的威脅，如拒絕服務攻
擊(Dos)，IJakshmi等人”2’提出了一種新的I／0虛擬架構(gòu)，為
每個VM配置一個虛擬網(wǎng)卡，VM可以通過自身的網(wǎng)卡驅(qū)動與
虛擬網(wǎng)卡直接進行通信，然后通過VMM監(jiān)視每個VM的數(shù)據(jù)
流，在防御諸如DMA的無控制漏洞和Dos攻擊等威脅的同
時，也可以提高網(wǎng)絡(luò)性能。
隱蔽通道是較難解決的安全問題之一，因為存在的隱蔽通
道通常是用戶和系統(tǒng)不可知的傳輸通道，如基于CPu負載的
隱蔽通道凹”，攻擊者利用cPu的負載傳輸私密數(shù)據(jù)流，既能
很隱蔽地傳輸數(shù)據(jù)，又能成功地避免檢測。salaunbo研究了虛
擬機xen上可能存在的隱蔽通道，從xenstore的機制、共享協(xié)
議、驅(qū)動加載、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娣治隽丝赡艽嬖诘碾[蔽通道。
隱蔽通道的建立和數(shù)據(jù)傳輸通常是需要“同伙的存在”，即接
收者和發(fā)送者的存在。cheng等人Ⅲo根據(jù)這一特征，在chj—
nese wall的安全模型上進行了改進，利用限制沖突集數(shù)據(jù)傳輸
來防御隱蔽通道。
3．3可信計算
在前面的介紹中已經(jīng)提到了，一些研究人員提出用可信計
算來保護系統(tǒng)的完整性。catuogllo等人¨糾研究了一個基于
TcB的可信虛擬域的設(shè)計和執(zhí)行，通過安全策略和TVD協(xié)議
實現(xiàn)可靠性。BeEger等人m1則通過軟件方法設(shè)計了基于硬件
TPM的虛擬1PM來保證多個VM的可靠性。而Ruan等人口“
設(shè)計了一個一般的可信虛擬平臺架構(gòu)c下vP，將控制域分為管
理、安全、設(shè)備、Os成員、通信五個域，每個域都完成相應的功
能，從而達到了安全、負載均衡和易用等目的。，程川舊81提出了
一種基于xen的信任虛擬機安全訪問機制，為用戶提供了一
種有效的安全訪問敏感數(shù)據(jù)的模式。其核心思想是利用虛擬
機的隔離性，為數(shù)據(jù)信息應用提供一個專用的隔離環(huán)境，同時
利用可信計算技術(shù)保證該虛擬平臺配置狀態(tài)的可信性。
3．4安全應用
中間層VMM的存在使得一些傳統(tǒng)的安全技術(shù)能得到更
好的利用，因此，一些研究人員利用傳統(tǒng)的安全技術(shù)如入侵檢
測技術(shù)來提升系統(tǒng)的安全性。Jansen等人b叫提出了通過虛擬
化來提高系統(tǒng)的安全性和獨立性。首先在安全主域配置入侵
檢測系統(tǒng)，通過對客戶機的用戶命令所獲取的信息和內(nèi)核內(nèi)存
所獲取的信息比較來進行人侵分析；然后通過設(shè)置保護模塊獲
取客戶機系統(tǒng)調(diào)用，進行進程等事件管理，實現(xiàn)完整性保護。
張志新等人Ⅲ1提出了基于xen的入侵檢測服務，通過在VMM
層設(shè)置入侵檢測系統(tǒng)，使得這個入侵檢測系統(tǒng)位于監(jiān)控所有對
操作系統(tǒng)的人侵事件的最佳位置，并處于一個獨立于操作系統(tǒng)
之外的受保護的空間內(nèi)，增強了入侵檢測系統(tǒng)的獨立性和檢測
能力，是傳統(tǒng)的基于主機和網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)優(yōu)點的完美
結(jié)合。
3．5尚存在的問題
通過上文的分析可以發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)外針對虛擬機系統(tǒng)的安
全研究已陸續(xù)出現(xiàn)很多，針對不同角度的安全研究都存在，從
整體分析來說，尚且存在如下一些問題：
a)沒有從整體安全上進行設(shè)計，只是從單一的一方面進
行了研究，如sH)rpe洶1只是針對明確數(shù)據(jù)流，沒有考慮到隱蔽
通道等安全。
b)一些研究設(shè)計過于復雜。在實施上存在問題，如Tem
架構(gòu)u4l，雖然作者的設(shè)計理念十分突出，但是至今沒能設(shè)計出
合適的實現(xiàn)平臺。
c)忽略了性能的因素。出于安全的考慮，通過策略來進
行系統(tǒng)的完整性保護，如uc0N保護模型‘2”，但是在Linux系
統(tǒng)中，由于資源眾多，將存在50 000種策略狀態(tài)，那么在實際
中將嚴重影響系統(tǒng)的性能。有些研究人員針對存在的一些系
統(tǒng)復雜性進行了改進，如Pa”e等人H“提出了分層的訪問控制
模型，在很大程度上簡化了訪問控制模塊中的主客體關(guān)系鏈。
d)忽略了安全模塊自身的安全，一旦安全模塊自身被攻
擊，那么相關(guān)的安全將得不到保障，如HIMA∞1、Bitvisor口?。
4結(jié)束語
本文旨在進行虛擬機系統(tǒng)的安全分析，總結(jié)目前已有的研
究成果，并指出其中存在的問題。首先以虛擬機Xen為例，介
紹了虛擬機的架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，并從安全的角度對虛擬機中的
這些特征和存在的漏洞進行了分析，然后系統(tǒng)地介紹了虛擬機
環(huán)境中存在的攻擊模型，分析了目前存在的一些攻擊方式，并
針對這些攻擊方式提出了相應的防御方法。其次還對目前針
對虛擬機安全的研究現(xiàn)狀進行了概括總結(jié)，主要體現(xiàn)在安全
H)，pervisor、安全虛擬機架構(gòu)、特定攻擊安全研究、可信計算等
幾個方面。同時，本文還分析了目前研究存在的一些問題。在
后續(xù)研究中，筆者將在前人研究的基礎(chǔ)上進行安全虛擬機管理
器的研究，設(shè)計一個安全可靠的虛擬機管理器架構(gòu)。
參考文獻：
[1] BINu A，KIJMAR G s．vi咖alj勰tion techniques：a m砒0dical review
“xen aIld KVM[c]／／Proc 0f tlle l st Intemahonal conference on
Adva工lces in Cor“puti“g and Cmnmunic8tions．Bedhl：SpIi“ger-Vedag，
2011 1399-4lO．
[2]wANG xi，CHENG Chuall．Acoe88 contr01 using tnlsted virnlal ma_
chille b船ed on x蚰[c]／／Proc of Intemation日l confer衄ce on Applied
Informatics aIld Com刪nic“on．Berlin：Spri“ger-Vedag，201l：94-
101．
[3]石磊，鄒德清，金海．xen虛擬化技術(shù)[M]．武漢：華中科技大學
出版社．2009．
[4]陳康，鄭緯民．云計算：系統(tǒng)實例與研究現(xiàn)狀[J]．軟件學報，
2009，20(5)：1337．1348．
[5]sALAuN M．Practical 0veⅣiew of axeIl covert channel[J]．JoumaI
In Computer Virology，2010，6(4)：317-328
[6] PRIcE M．。nl。paradoxof securi‘y iⅡvinual envjmnⅡlents[J]．Computer，
2008，41(11)：22-28．
[7]馮登國，張敏，張妍，等．云計算安全研究[J]．軟件學報，20ll，
22(11：22—28．
[8] IDc．New IDc IT c1刪d se州ce8 suw8y：t叩b朗e6ts aIld challe“ges
[EB／oL] (2009-11-15)．hnp：／／b109s．idc．corn／ie／?p=730．
[9] BA上i【HAM P，DRAGOVlc B，F(xiàn)RAsER s，d d．xen卸d the an of
vinualiza60n[c]／／Proc of tIIe 19th ACM Sy瑚p∞ium吼Opemting
Systems Principles．New York：ACM脅ss，2003：l“一177．
[10]zHANG xiao—tao：DONG Y加-zu．Opdmjzi“g xen VMM based on hltel@
virhl“zation technolo盯[c]／／Proc 0f Inkm撕onaI conkence
衄Intemet C0mpu血g in Sci衄ce卸d E“glne面“g．Washi“gLon DC：
IEEE Conlpu【er Society，2008：367-374．
[11]BRATus s，L0cAsTO M E，RAMASwAMY A，椰口f．Thps，events，
emula60n，and enfjrcement：mana百“g出e Yin a工ld Y鋤g 0f virtualiza—
萬方數(shù)據(jù)
·1622· 計算機應用研究第29卷
tion_based sectlrity[c]／／Proc of the 1st AcM workshop on Vinual
Machine Security．New Y講t：ACM Press，2008：49-58，
[12]uu DoⅡg-]【i，皿E J，JANG JuJi明，鐘耐．A cl傭d architect山七of vir_
tllal tnlsted pl甜疏l module8[C]／／Proc of IEEE／IHP ktemational
Conference帆Embedded鋤d Ubiquitous Compud“g．W船hin乎on
DC：IEEE Computer Sf比iety，2010：804-811．
[13]ALsHAwABKEH M，MOFFIE M，AzMANDlAN F，酣。f．E伍ecdve
virtual machjneⅡ10nit0T intnlsion detection usinB feature selec旺on嘰
hi圳y iIIlbal觚ced d咖[c]／／P10c of tlle 9th Intem撕onal co凼rence
on Maclline karIling and Applications．Washington DC：I既E C哪一
pmer S0ci嘟，20加：823—827．
[14]GARFlNKEL T，PFAFF B，CHOw J，耐df．Ter阻：a virtual machine_
based pla曲nn for tmsled computing[c]／／PIoc of the 19tIl AcM
SymposiuⅢ(m Operati“g Systems Pdnciples New Yurk：ACM Press，
2003 193·2()6．
[15]KING s T，cHEN P M，wANG Yi—min，毗口f．SubVin：implementi“g
m凸上ware誦￡b訂m血腳achines[c]／／noe 0f IEEE symp蚰ium 0n se—
cu—ty and P—Vaoy．Wa8hin殍on DC：IEEE Computer Society，2006：
314．327．
[16]wEN Y粕，HuANG Min—huan，zHAO Jin．jing，以耐．hnphcit detecti
徹0f stealtll 8dtware w“h a 10cal．booted virtlId m∞hine[c]／／I’oc
of tlle 3rd Intem8吐帥al CoIlfjrence 0n IrlfoⅡnadon Scienee8粕d Interaction
Seience8．W勰hinglon DC：IEEE Computer Society，2010：152—
157．
[17]zHANG shi_bin，xu chun—xiaJlg，LONG Ya—xillg．study on te瑚inal
tmsted啪del based on trIlsted compud“g[c]／／Proc of Intemational
Cor如rence on Intemet Tecllnology a11d Applicahons．W鼬hin殍on DC：
IEEE Computer Society，2011：1-4．
[18]wANC Zlli，JIANC Xu-xi鋤．Hypers出：aliglltweight印pr0牝hto pr0·
videli觚me hyp硎80r contIol—n洲inte函ty[C]／／Proc 0fIEEE Sylll—
p∞ium on Secu^ty and確vacy．W＆shingIon DC：IEEE C0mpu婦s0-
cie竹，2010：380-395．
[19]MrrRE corp盯ad曲．common vIlln盯abihhes alld expo蚍res list[EB／
0L]．2009-03-16(20n)．ht‘p：／／cve．Ⅲitre．or∥cve／．
[20]SAILER R，VALDEz E。JAEGER T，酣“．sHype：8ecure hypeⅣi80r
8ppmach t0 tm8ted virtualized gys把ms，Rc2351 1[R]．New York：
IBM Research．2()05
[21]sAILER R，JAEGERT，VALDEz E，硝df．Building aMAc．based sec
皿ty arc婦ecture for血e x曲叩肌_source hypeni∞f[c]／／P10c of
the 2l st Annual Corllputer Secudty Appbca嘶ns Conference．W鵲hington
DC：IEEE Computer Society，2005：276—285．
[22]JANSEN B，RAMASAMY H V，sCHUNTER M．Pohey enfoTc鋤em
粕d compli鋤c。p瑚f8forxen、rirtllalmacllines[c]／／Proc oftlle 4th
Intema60nal C0nfeTence 0n Virtual Executi伽En“ronmen協(xié)．New
Yorl【：ACM Pre鷂，2008：lOl—llO．
[23]sHINAGAwA T，EIRAKu H，TANlMoTO K，e￡Ⅱf．Bitvisor：a thin
hypervisorfor enforcingI／O device sec謝ty[C]／／Proc ofAcM sIGP·
LAN，／SIGoPS hnema6加丑I Conference on Vi咖al Execution Environ—
ment8．NewYork：ACM Pre鷦．2009：121—130．
[24]AzAB A M，NING Pe“g，wANG珊，以8f．Hypersentry：enabb“g
g【eal吐ly ln-context measurement 0f hyP盯visor inte酊ty[c]／／Proc 0f
the 17tll ACM C叩fer即ce 0n CoInputer aIld Con蚰uIlic撕ons secu血y．
New York：ACM Pres8．2010：38-49．
[25]AzAB A M，NING Peng，SEzER E C，耐Ⅱ￡．HIMA：a hype而sor_based
inte鰣ty me舯lⅡement 89ent[c]／／Pmc 0f the 25tIl A珊ual computer
securi‘y Applicali衄s co出rence．Washington Dc：IEEE computer
Socle【y，2009：461-470
[26]wu Qing-bo，wANG chun—gLlang，TAN Yu·song．system nlonit06“g
∞d cont枷ing lllechallim ba∞d 0n hypenisor[c]／／№0fⅢEE
Intema“onal syⅢpo苗um on P烈lel and Distributed Ihessi“g with
Applic砒ions．W∞hiIlgton DC：IEEE Computer Socie【y，2009：549—
554．
[27]xu Min，JIANG xu-xi蚰，sANDHu R，越越．Towards a VMM_b船ed
us89e con打ol h獅ewoIl【for 0s kernel inte—ty pmtecnon[c]／／№
0f the 12tll ACM symp_0sium on Access C佃trol Models鋤d Tecllnologies．
New York：ACM Plress，2【K)7：7l一80．
[28]wu Jing-zheng，DING Ij—piⅡg，WANG Y嘰g講，甜口f．Identi&amp;amp;ation
鋤d evalua6蚰0f sb蚵ng m咖ory covert 6皿ng channel in Xen virtual
machines『C]／／n優(yōu)0f the 4tIl hltem缸0nal C0nfbrence∞CIoud
Computi“g W髂hin咖n DC：IEEE Co呷uter S∞i唧，2011：283—
291
[29]RHEE J．RILEY R，xu D帥g_y蚰，村以D出aIjng dyll帥ic data ker．
nel IDotkit anack8 via VMM-b鵲ed guestdr鋤sparBnt瑚nit撕ng[c]／／
PrDc 0f Intemational CoIdhence on Availahility，Reliability，明d Se—
cu矗ty．2009：74-81．
[30]RILEY R，JIANG xu一】(ian，xu脅lg-y孤．Guest．t瑚印arent preveⅡ一
tion 0f kemel Rootl【its w油VMM-b船ed melnory 8hadowing[C]／／
Proc 0f the ll th Intemational Symposium on Recent Advanc瞄in Intmsi
嘰Detecti嘰．Berlin：S面“ger，2008：1-20．
[31]GEBHARDT C，DAITON C I，BROWN R．Preventing llyperviso卜
based R00tkits w油tmsted execution tecbnology[J]．Ne“『ork Security，
2008，2008(11)：7-12．
[32]LAKSHMI J，NANDY S K．I／0 virtualizadon刪litecture for secu血y
[c]／／Proc of the 10th IEEE Intemadon8l conference on computer
鋤d Inf抽nalj∞Technology Washin殍佃DC：IEEE C0mputer society，
2010：2267．2272．
[33]0KAMuRA K，0YAMA Y．L0ad-b船ed covert ch踮nels be附een xen
virhlal machines[c]／／Proc of the 25th Annual AcM synlposium on
Apphed C叫l(wèi)puting．Hew York：ACM Press，2010：173一180．
[34]CHENG Ge，JIN Hai，Z0u De—qing，甜耐．A prioridzed Chine8e waU
modd for瑚ana醇“g the cdveTt inf0珊ationⅡdws in virtual machjne
systems[c]／／Proc 0f the 9tll Intemabonal c鋤ference h Yo硼g
computer Scientists．w鷦hington DC：碓EE Comput盯S0ciety，2008：
1481．1487．
[35]cATu0GNo L，DMITRIENKo A，ERⅨss0N K．樣nz．Trusted virtual
domaiⅡs：design，imple珈en詛ti帆蚰d kssons l鋤ed[c]／／Proc of
btem“0n丑l co出rence 0n Tr|lsted systems [s．1_]：spIi“鏟r，
20lO：156-179．
[36]BERGER s，cAcEREs R，GoLDMAN K A，“Ⅱ』．v7ITM：virtualizi“g
the tmsted pla怕m module[C】／／hoc of t11e 15th USENⅨSecudty
Syrnposium．Berkeley：USENⅨAssociation，20106：305-320
[37]Ru州ArI-b粕g，sHl￡N Qing-ni，YIⅣYuan·you．A鏟neRdi嬲d tms州
virtualized pl“響珊aTchitectIlre[C]／／Proc of tlle 9tll Int咖adonal
Confbrence for You“g Computer Sci吼tists．W舾hin粵on DC：IEEE
Computer Society．2008：2340-2346．
[38]程川．一種基于Xen的信任虛擬機安全訪問設(shè)計與實現(xiàn)[J]．計
算機與數(shù)字工程，2010，38(3)：109—111．
[39]JANsEN B，RAMAsAMYHV，scHuNTERM，酊缸，Architecti“g dependable
跚d secllre systems Ilsing virtualiz撕佃[M]／／Architecting
Dependable Systems V．Heidelbe瑪：Sp血ger—Vedag，2008：124一149．
[40]張志新，彭新光．基于Xen的入侵檢測服務研究[J]．杭州電子科
技大學學報，2008(6)：9l-94．
[4l】PAYNE B D，SAII點R R，CACERES R，稅矗．A 1dyered appmach t0
simpli6ed access contml in virtualized syste鵬[J]．ACM SlGOPS
Ope陷t．ng Systems Rev{ew，2007，41(4)：12-19．

網(wǎng)友評論 more

電力安全論文最新內(nèi)容

03-05

基于擺度大數(shù)據(jù)的水輪…

03-05

夾巖水利樞紐壩后電站…

03-05

金沙江上游葉巴灘水電…

03-05

勘測設(shè)計分承包管理工…

03-05

奎屯河三級水電站機組…

03-05

蘭溪市水利工程標準化…

03-05

冷卻塔熱力性能評價方…

03-05

麗水通濟堰灌區(qū)水利管…

電力安全論文熱點內(nèi)容

41766

電力安全生產(chǎn)管理中…

24722

發(fā)電機軸電壓產(chǎn)生的…

19564

電廠值長如何做好安…

19128

淺談電力安全生產(chǎn)

17548

電子商務中存在的安…

16136

淺談電力企業(yè)班組安…

13728

工業(yè)企業(yè)電氣危險源…

10243

氫站、油站重大危險…

相關(guān)內(nèi)容

沒有相關(guān)信息!

創(chuàng)想安科網(wǎng)站簡介會員服務廣告服務業(yè)務合作提交需求會員中心在線投稿版權(quán)聲明友情鏈接聯(lián)系我們

<samp id="i4o0g"><kbd id="i4o0g"></kbd></samp>

<abbr id="i4o0g"><optgroup id="i4o0g"></optgroup></abbr>

<dfn id="i4o0g"><kbd id="i4o0g"></kbd></dfn>